工业可燃易爆气体 LEL 连续监测系统

一、系统概述

样气通过取样探针、一体化防爆伴热管线进入LEL分析仪测量废气中总烃，通过计算得出混合气体的爆炸极限LEL且可发送出LEL报警信号。系统可以输出总烃含量的模拟量信号，LEL超限报警信号。

1.设计要求：可靠

2设备名称：JZ-1200型易燃易爆气体LEL连续监测系统

3安装位置：净化后工艺监测点

4安装台数：1套

5监测对象：易燃易爆气体LEL

6信号输出：提供4~20mA模拟量信号、数字量RS485。工业可燃易爆气体 LEL 连续监测系统

二、系统组成说明

1 LEL分析仪介绍

JZ-1200型LEL分析仪通过FID（氢离子火焰检测器）对有机物进行电离，从而测量废气中总烃含量，通过计算得出混合气体的爆炸极限LEL且可送出LEL报警信号。且支持火焰温度辅助修正测定浓度，对H2S、CO、H2等均有响应，系统可以输出浓度信号以及LEL超限报警信号。

2 LEL测量原理

2.1 FID检测器原理

样品气和燃料气（氢气和空气的混合气体）混合后在“助燃气体"空气中燃烧。在燃烧过程中使样品气被电离，形成的离子使燃烧室（即检测器）内的两根电极（离子捕集器）之间有电流通过。此电流被高灵敏度的电量计－放大器电路放大。电量计－放大器的输出电信号正比于火焰中电离的烃类存在数量，并在0至60,000 ppm甲烷的浓度范围内呈线性关系。

测量原理示意图如下：

FID检测器适用测量范围：

2.2 LEL输出结果的数值信号计算标准

混合气体综合LEL计算 ：

对于两种或多种可燃蒸气混合物，如果已知每种可燃气的爆炸极限，那么根据莱·夏特尔定律，可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限。用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数，则：

混合可燃气爆炸下限：

LEL=(P1+P2+P3)/(P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3) (V%)

混合可燃气爆炸上限：

UEL=(P1+P2+P3)/(P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3) (V%)

THC和LEL换算：

根据莱·夏特尔定律和FID响应因子，我们可以计算出混合气体的爆炸下限。我们将混合气体爆炸下限等效为碳的体积百分数（ppmC或Cvol%），通过分析仪测量结果，与混合物爆炸下限比较，从而得到实际的爆炸限制。计算举例：

2.3 FTA温度补偿修正机制

FTA原理：样品被吸入测量池后，在测量火焰中燃烧并释放出热量，热量通过处于测量火焰顶端的热电偶测得，测量温度值的变化反映为废气中可燃气体的热值（特别对于FID检测器无响应的无机气体，如CO、H2、H2S等），该数值与样品中的浓度变化成正比关系。

基于FTA原理，我方并充分利用FID火焰温度可精准测量这一特点，实时监测检测器内部的火焰温度变化，通过软件实测模型的修正，对被测气体FID信号的补偿，以辅助修正混合气体热值监测，实现对非烃类（H₂S、CO、H₂）物质LEL信号值的在线监测。

3 系统组成

该系统为机、电、仪一体化成套分析装置。包含采样探针、防爆取样管线、分析仪组成。其中取样管线、高温预处理单元保持120℃全程高温取样，防止样气中组分结晶冷凝及组分浓度改变。

分析仪整体采用本体防爆仪表，防爆等级: Ex db ia pxb IIC T6 Gb，成套装置由分析仪和安装在工艺管线上的采样探头及取样传输管线构成。

三、安全联锁单元

实时数据传输至DCS，并设定报警值，一旦达到报警范围即可报警。

1性能参数

2 系统特点

a、进出口高灵敏度压力监控，自行补偿烟道采样压力变化，稳压精度0.05kpa，数据稳定性强；

b、全程监控采样进出口压力，火焰温度检测，氢气安全切断阀，如火焰熄灭，管道压力超过限制，自行切断氢气气源。触发熄火保护，输出报警。

c、软件秒级计算响应，可输出多级开关量报警信号【10%，20%，25%LEL报警输出】、模拟量信号。

d、系统有定时自动反吹功能，对探头定时反吹，避免管路堵塞。本系统满足户外应用条件，适用于东北地区-40℃。带防雨棚，保温层，柜内加热装。